细胞毒作用是指某些细胞通过各种途径杀死肿瘤细胞的作用。
细胞毒作用的主要机制包括免疫机制、DNA损伤修复机制、肿瘤转移机制、血管生成机制、肿瘤微环境机制等。免疫机制中，抗体、补体等参与细胞毒作用，杀伤肿瘤细胞。DNA损伤修复机制中，核酸、蛋白质等参与细胞周期调控，肿瘤转移机制中，转化生长因子、血管内皮生长因子等参与肿瘤转移，血管生成机制中，内皮生长因子、血管内皮抑制因子等参与肿瘤新生血管生成。肿瘤微环境机制中，肿瘤细胞表达的分子如CD30、PD-1等参与肿瘤微环境的形成。上述各种机制可导致肿瘤细胞被免疫系统识别、杀伤，从而达到治疗肿瘤的目的。
细胞毒作用的靶点主要有细胞毒性T细胞、自然杀伤细胞、单克隆抗体、免疫检查点抑制剂等。这些细胞毒性细胞可能通过不同的机制杀伤肿瘤细胞，如T细胞中的CD4、CD8、CD4/CD8比值异常的B细胞在杀伤肿瘤细胞中可能起重要作用。